KR101998398B1 - 태양광 모듈 백시트 제거 장치 및 태양광 모듈 백시트 제거 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 모듈의 백시트 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치는 태양광 모듈을 고정 및 가열시키는 몸체부; 상기 고정된 태양광 모듈로부터 백시트를 부분적으로 분리하는 개시부; 및 상기 부분적으로 분리된 태양광 모듈 백시트를 클램핑하여 이격시키는 이격부를 포함한다.
Description
본 발명은 태양광 모듈 백시트 제거 장치 및 태양광 모듈 백시트 제거 방법에 관한 것이다.
화석연료의 고갈 우려와 이의 남용에 따른 온난화 및 기후 변화, 그리고 원자력 에너지에 상존하는 안전 우려 등으로 인해, 지속 가능한 에너지의 필요성은 그 어느 때보다 높이 요구되고 있다. 풍력, 지열, 태양 에너지 등이 그 가능성을 인정받고 있으며, 특히, 태양광 모듈 에너지 및 태양열 에너지의 경우 설치 위치에서 비교적 자유롭고, 에너지원 공급의 무한성으로 가장 높은 성장 가능성을 평가받고 있다. 세계 각국의 지원책에 의해 태양 에너지를 이용한 발전은 급격한 성장세를 보이고 있으며, 그 중에서도 사용이 간편한 태양광 모듈 발전 산업은 매년 급격한 성장을 이어 가고 있다. 물론 태양으로부터의 모든 에너지가 활용될 수 있는 것은 아니지만, 상대적으로 지역편중이 덜한 특성이나 고유의 친환경적 측면 때문에, 태양광 모듈발전은 항상 가장 매력적인 신재생에너지의 하나로 손꼽혀 왔다.
태양광 모듈이란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양광 모듈, 박막 태양광 모듈, 염료감응 태양광 모듈 및 유기고분자 태양광 모듈 등으로 구분된다. 이러한 태양광 모듈은 독립적으로는 전자시계, 라디오, 무인등대, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고, 상용교류전원의 계통과 연계되어 보조전력원으로도 이용될 수 있다.
태양광 모듈은 실리콘계 재료를 이용한 다결정 및 단결정 셀이 존재하며, 그 외 무기 또는 유기물 등을 이용한 다양한 형태가 존재할 수 있다. 이러한 태양광 모듈은 태양광 모듈 셀들이 수 장 내지 수십 장이 연결되며, 장기간에 걸친 사용에도 파손되지 않도록 봉지재, 표면 보호를 위한 강화유리, 후면 보호필름인 백시트(backsheet)를 사용하여 구성된 태양광 모듈의 형태로 사용된다.
빛을 투과시킴과 동시에 보호를 위한 강화유리와 이면 측 보호 부재인 백시트 사이에 셀을 위치시키며, 이때 셀의 보호 및 유리와 후면 보호 필름과의 접착을 위해 봉지재가 사용된다. 보다 자세하게는 강화유리, 봉지재 시트, 태양광 모듈 셀, 봉지재 시트, 백시트(backsheet)의 순서대로 적층을 하고, 라미네이션 공정을 거쳐 모듈화가 진행된다.
이때, 백시트는 예를 들어, 수증기 및 산소 차단성이 우수한 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 양면에, PVF(Polyvinyl Fluoride) 필름 또는 PVDF(polyvinylidene Fluoride) 필름 등의 불소필름을 접착한 구조를 가진다. 백시트는 태양광 모듈을 보호할 뿐만 아니라, 태양광 모듈 셀을 투과한 빛을 반사시켜서 다시 태양광 모듈 셀로 보내는 역할을 한다. 이때, 상기 태양전지 모듈의 백시트가 상기 구조만으로 이루어진 것에 국한되는 것이 아닌, PET 필름 일측면에 PE(Polyethylene) 필름 또는 EVA(Ethylene vinyl Acetate) 필름이 접착되어 있고, PET 필름의 다른 일측면에 PVF 필름 또는 PVDF 필름 등의 불소필름이 접착된 구조, PET 필름 일측면에 PE 필름 또는 EVA 필름이 접착되어 있고, PET 필름의 다른 일측면에 내UV성 필름 또는 내가수분해성 PET 필름 등이 접착된 구조, PET 필름의 일측면에 알루미늄 포일 또는 투명 증착 PET 필름이 접착되어 있고, 상기 알루미늄 포일 또는 투명 증착 PET 필름의 일측면에 PVF 필름 또는 PVDF 필름 등의 불소필름이 접착되며, 상기 PET 필름의 다른 일측면에 PE 필름 또는 EVA 필름이 접착된 구조 등 태양광 모듈에서 백시트 역할을 수행하는 모든 곳에 적용될 수 있다.
이러한 태양광 모듈은 시간이 지남에 따라, 그 사용으로 인해 전력변환효율이 감소하기 때문에 철거되어야 한다. 이때, 태양광 모듈에 포함되는 고가의 재료는 태양광 모듈의 철거와 함께 그 회수가 수행되어야 한다. 이러한 회수는 고가의 자원을 보존하고 재활용할 수 있으며, 환경을 보존할 수 있다. 공개특허 10-2013-0080950은 백시트를 EVA층과 함께 열분해하는 과정을 포함하는 태양광 모듈의 해체방법에 대하여 개시하고 있다. 하지만, 백시트 내부에는 TiO2와 같은 물질이 존재하기 때문에 백시트를 단순 연소하게 되면 TiO2가 태양광 모듈 셀 위에 잔존하게 되어 후단 공정에 영향을 미치게 되므로, 작업 효율이 감소할 수 있다. 따라서, 백시트는 태양광 모듈을 분리하는 과정 중 EVA 제거 전단 공정에서 제거되어야 한다. 공개특허 2015-0039010은 태양광 모듈모듈의 해체 방법으로, 태양광 모듈모듈의 절연성 보호층을 제거함에 따라, 유리 및 백시트를 태양광 모듈로부터 분리하여 유리 및 태양광 모듈 셀을 획득하는 공정을 개시하고 있다. 하지만, 태양광 모듈의 백시트를 하나씩 물리적으로 제거하기 때문에, 폐 태양광 모듈의 양이 많아짐에 따라 이를 보다 효율적으로 제거하기 위한 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명은 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 분리할 수 있는 태양광 모듈의 백시트 제거 장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 분리하는 태양광 모듈의 백시트 제거 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치는 태양광 모듈을 고정 및 가열시키는 몸체부; 상기 고정된 태양광 모듈로부터 백시트를 부분적으로 분리하는 개시부; 및 상기 부분적으로 분리된 태양광 모듈 백시트를 클램핑하여 이격시키는 이격부; 를 포함한다.
또한, 상기 이격부에 의해 클램핑된 백시트를 태양광 모듈로부터 분리하는 분리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 개시부의 형상은 원통형 또는 원뿔형 중 적어도 하나를 포함하는 대칭 형상이고, 상기 개시부의 회전에 의해 상기 백시트가 부분적으로 분리할 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 가열 온도는 50℃ 내지 180℃일 수 있다.
또한, 상기 몸체부는 태양광 모듈을 흡착하는 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 개시부와 이격부의 거리는 1cm 내지 30cm일 수 있다.
또한, 상기 개시부, 이격부 또는 분리부의 위치를 제어하는 구동부를 더 포함하고,
상기 구동부는, 개시부, 이격부 또는 분리부의 제1 방향 위치를 제어하는 제1 구동부; 개시부 또는 이격부의 제2 방향 위치를 제어하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양광 모듈을 외부에서 상기 몸체부로 이송하는 태양광 모듈 이송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 방법은 태양광 모듈을 고정 및 가열하는 단계(단계 1); 상기 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리하는 단계(단계 2); 상기 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 백시트를 클램핑하고, 태양광 모듈로부터 이격시키는 단계(단계 3); 및 상기 이격된 백시트를 당김으로써, 상기 클램핑된 백시트를 제거하는 단계(단계 4);를 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치 및 태양광 모듈의 백시트 제거 방법은 태양광 모듈의 백시트를 셀에 영향없이 태양광 모듈로부터 손쉽고, 안정적으로 제거가 가능하여 태양광 모듈의 재활용의 경제성 및 용이성을 높일 수 있으며, 자동화를 통해 태양광 모듈의 재활용에 따른 모듈당 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 개시부, 이격부 및 분리부를 도시한 것이다.
도 4는 태양광 모듈 백시트 제거장치의 몸체부 및 상기 몸체부에 태양광 모듈을 고정시키기 위한 흡착 수단을 도시한 것이다.
도 5는 분리부를 도시한 것이다.
도 6은 개시부, 제1 이격부 및 제2 이격부를 측면에서 도시한 것이다.
도 7은 제1 이격부 및 제2 이격부가 백시트를 접촉한 것을 측면에서 도시한 것이다.
도 8은 제1 분리부 및 제2 분리부를 측면에서 도시한 것이다.
도 9는 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉한 것을 측면에서 도시한 것이다.
도 10은 개시부, 이격부, 및 분리부 측면에서 도시한 것이다.
도 11은 개시부가 태양광 모듈의 백시트와 접촉한 것을 도시한 것이다.
도 12는 개시부가 태양광 모듈의 백시트의 적어도 일부를 들뜨게 한 후, 상기 들뜬 백시트를 이격부로 클램핑한 것을 도시한 것이다.
도 13은 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉하여 백시트를 클램핑한 것을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 개시부, 이격부 및 분리부를 도시한 것이다.
도 4는 태양광 모듈 백시트 제거장치의 몸체부 및 상기 몸체부에 태양광 모듈을 고정시키기 위한 흡착 수단을 도시한 것이다.
도 5는 분리부를 도시한 것이다.
도 6은 개시부, 제1 이격부 및 제2 이격부를 측면에서 도시한 것이다.
도 7은 제1 이격부 및 제2 이격부가 백시트를 접촉한 것을 측면에서 도시한 것이다.
도 8은 제1 분리부 및 제2 분리부를 측면에서 도시한 것이다.
도 9는 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉한 것을 측면에서 도시한 것이다.
도 10은 개시부, 이격부, 및 분리부 측면에서 도시한 것이다.
도 11은 개시부가 태양광 모듈의 백시트와 접촉한 것을 도시한 것이다.
도 12는 개시부가 태양광 모듈의 백시트의 적어도 일부를 들뜨게 한 후, 상기 들뜬 백시트를 이격부로 클램핑한 것을 도시한 것이다.
도 13은 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉하여 백시트를 클램핑한 것을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
태양광 모듈
백시트
제거 장치
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)는 태양광 모듈을 고정 및 가열시키는 몸체부(1100); 상기 고정된 태양광 모듈로부터 백시트를 부분적으로 분리하는 개시부(1200); 및 상기 부분적으로 분리된 태양광 모듈 백시트를 클램핑하여 이격시키는 이격부(1300)를 포함한다.
태양광 모듈의 백시트는 옥외에서 사용되는 태양전지의 수명을 높이기 위해 태양광 모듈 배면에 부착되어 내열성 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 구성으로, 다층의 필름으로 구성되어 태양광 모듈의 후면에 부착될 수 있고, 일반적으로 PET계 필름이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 태양광 모듈이 배치되는 방향은 특별히 제한되지 않고, 상기 태양광 모듈의 모서리 방향 또는 측면 방향이 상기 개시부 및 이격부와 근접하도록 배치될 수 있다. 이때 개시부는 모서리측으로 위치하여 상기 태양광 모듈의 백시트의 적어도 일부를 상기 태양광 모듈로부터 박리시킬 수 있다. 또는 상기 개시부는 복수의 개시부가 상기 태양광 모듈의 측면 또는 이웃하는 모서리로 근접하여 위치하여 상기 태양광 모듈의 백시트의 적어도 일부를 상기 태양광 모듈로부터 박리시킬 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈은 비스듬하게 배치될 수 있고, 상기 몸체부의 구동 또는 상기 개시부의 이동에 의해 상기 태양광 모듈의 모서리 측으로 상기 개시부 및 이격부가 근접할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 개시부(1200), 이격부(1300) 및 구동부(1500)를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 상기 개시부(1200)와 이격부(1300)는 근접하여 위치할 수 있다. 상기 개시부는 태양광 모듈의 백시트의 적어도 일부를 박리시킬 수 있고, 개시부에 의해 박리된 백시트를 클램핑하여 추가적인 이격을 수행하기 위해 상기 이격부는 상기 개시부에 근접하여 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)는 상기 개시부, 이격부 또는 분리부의 위치를 제어하는 구동부(1500)를 더 포함하고, 상기 구동부는, 개시부, 이격부 또는 분리부의 제1 방향 위치를 제어하는 제1 구동부(1510); 개시부 또는 이격부의 제2 방향 위치를 제어하는 제2 구동부(1520);를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동부는 개시부, 이격부 또는 분리부의 제1 방향 위치를 제어할 수 있고, 상기 제2 구동부는 개시부 또는 이격부의 제2 방향 위치를 제어할 수 있다.
상기 제1 구동부(1510)는 상기 개시부, 이격부 또는 분리부의 제1 방향 위치 및 이동 속도를 제어할 수 있고, 상기 개시부, 이격부 또는 분리부의 위치를 제어함으로써, 상기 개시부, 이격부 또는 분리부의 이동에 의해서 상기 태양광 모듈의 백시트를 제거할 수 있다.
상기 제2 구동부(1520)는 상기 개시부 또는 이격부의 제2 방향 위치 및 이동 속도를 제어할 수 있고, 상기 개시부 또는 이격부의 위치를 제어함으로써, 상기 개시부 또는 이격부의 이동에 의해서 상기 태양광 모듈의 백시트를 제거할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 개시부는 상기 고정된 태양광 모듈로부터 백시트를 부분적으로 분리할 수 있고, 상기 이격부는 상기 부분적으로 분리된 태양광 모듈 백시트를 클램핑하여 태양광 모듈로부터 이격시킬 수 있으며, 상기 개시부 및 이격부를 제1 구동부로 위치 및 이동 속도를 제어하면서 태양광 모듈 백시트를 태양광 모듈로부터 분리할 수 있다.
이때, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거되는 방향은 특별히 제한되지 않으며, 태양광 모듈의 일단에서 개시하여 타단에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 모서리에서 개시하여, 동일면 상의 제2 모서리, 제3 모서리 또는 제4 모서리에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 꼭지점에서 개시하여, 동일면 상의 제1 모서리, 제2 모서리, 제3 모서리 또는 제4 모서리에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 모서리에서 개시하여, 동일면 상의 제1 꼭지점, 제2 꼭지점, 제3 꼭지점 또는 제4 꼭지점에서 종료될 수 있다.
도 4는 태양광 모듈 백시트 제거장치(1000)의 몸체부(1100) 및 상기 몸체부에 태양광 모듈을 고정시키기 위한 흡착 수단(1110)을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 몸체부(1100)는 태양광 모듈의 일면과 접촉하여, 상기 태양광 모듈을 고정시킬 수 있는 흡착하는 수단을 더 포함할 수 있다. 태양광 모듈을 고정시키기 위한 상기 흡착 수단은 태양광 모듈이 고정되는 위치에 복수의 흡착 수단이 배치될 수 있다. 상기 흡착 수단은 이격부 및 분리부가 태양광 모듈 백시트를 제거할 때 태양광 모듈이 몸체부로부터 들리지 않을 정도의 충분한 음압이 가해질 수 있다. 상기 흡착 수단은 감압 수단과 연결될 수 있고, 타공된 플레이트일 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않을 수 있다.
상기 몸체부(1100)는 태양광 모듈을 가열하는 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 태양광 모듈을 가열하는 수단은 예를 들어 열선 및 히터일 수 있고, 상기의 수단은 제한되지는 않는다. 상기 태양광 모듈을 가열하는 수단은 일반적으로 폴리머 물질로 구성된 백시트와 태양광 모듈 접착제로 연결되어 있는 결합을 약화시킬 수 있고, 적절한 가열을 통해서 백시트는 태양광 모듈로부터 수월하게 제거될 수 있다.
상기 몸체부에 포함되어 태양광 모듈을 가열하는 수단은 태양광 모듈의 일면 또는 타면을 가열할 수 있고, 태양광 모듈의 하부에서 태양광 모듈의 일면을 가열하고, 이에 의한 전도열을 태양광 모듈의 백시트로 전달할 수 있고 또는 상부에서 태양광 모듈의 백시트 측으로 열원을 조사함으로써 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 태양광 모듈을 가열하는 수단은 50℃ 내지 180℃ 온도로 가열될 수 있다.
태양광 모듈과 백시트와 접착되어 있는 봉지재의 결합을 약화시키기 위해서 50℃ 내지 180℃의 온도로 백시트를 포함하는 태양광 모듈을 가열할 수 있다. 만약, 상기 몸체부에서 백시트를 50℃ 미만의 온도로 가열한다면 태양광 모듈과 백시트의 결합이 약화되지 않아 백시트를 모듈로부터 분리시킬 수 없을 수 있고, 개시부와 백시트의 마찰에 의해 초기 박리없이 백시트가 분말 형태로 갈리는 문제가 있을 수 있다. 태양광 모듈을 180℃ 초과의 온도로 가열한다면 백시트 또는 봉지재가 국부적으로 녹아서 모듈로부터 분리되지 않는 문제, 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 오염 및 열에 의해 연화된 백시트가 찢겨져 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치는 태양광 모듈을 외부에서 상기 몸체부로 이송하는 태양광 모듈 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 태양광 모듈 이송부는 태양광 모듈을 외부에서 상기 몸체부의 특정 위치까지 이송할 수 잇고, 상기 몸체부로의 투입 방향을 제어할 수 있다. 상기 태양광 모듈은 이송부에 의한 이송 후에 상기 태양광 모듈은 몸체부에 의해 흡착 및 가열될 수 있다. 상기 태양광 모듈 이송부는 흡착 수단, 부착 수단 또는 파지 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 태양광 모듈 이송부를 위한 구동 장치를 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지는 않는다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000) 상기 이격부에 의해 클램핑된 백시트를 태양광 모듈로부터 분리시키는 분리부(1400)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 분리부(1400)를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 상기 분리부(1400)는 제1 분리부(1410) 및 제2 분리부(1420)를 포함할 수 있고, 상기 제1 분리부(1410) 또는 제2 분리부(1420)의 일단에 연결되어, 제1 분리부(1410) 또는 제2 분리부(1420)의 회전을 가할 수 있는 분리부 모터부(1430)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 분리부 및 제2 분리부의 형상은 특별히 제한되지는 않으나, 태양광 모듈의 폭보다 넓은 폭을 갖는 원통형 형상일 수 있고, 이를 통해 박리되고 있는 백시트에 균일한 힘을 전달할 수 있다. 상기 분리부는 몸체부에 평행하도록 몸체부 상부에 이격되어 배치될 수 있다.
상기 분리부 모터부는 제1 분리부 또는 제2 분리부의 회전을 가할 수 있는 회전 모터일 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. 상기 모터부가 제1 분리부의 일단에 연결되어 있다면, 상기 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉하였을 때, 제1 분리부의 회전에 의해 제2 분리부는 이에 대응되어 회전될 수 있다. 또는, 상기 모터부가 제2 분리부의 일단에 연결되어 있다면, 상기 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉하였을 때, 제2 분리부의 회전에 의해 제2 분리부는 이에 대응되어 회전될 수 있다. 상기 분리부의 형상은 원통형의 형상일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 분리부 및 제2분리부 사이의 이격된 거리는 조절될 수 있다. 상기 제1 분리부 및 제2 분리부는 서로 접촉한 상태에서의 회전에 의해 백시트를 제거할 수 있고, 상기 백시트는 이격부에 의해서 태양광 모듈로부터 분리된 백시트일 수 있다.
상기 분리부(1400)는 제1 분리부(1410)를 지지하는 제1 분리부 지지부(1440), 제2 분리부(1420)를 지지하는 제2 분리부 지지부(1450) 및 상기 제1 분리부 지지부(1440) 또는 제2 분리부 지지부(1450)가 이동할 수 있는 지지부 레일부(1460)를 더 포함할 수 있다.
상기 분리부의 이동속도 및 위치는 제1 구동부에 의해 제어될 수 있고, 상기 제1 분리부 및 제2 분리부의 위치를 제어함으로써, 상기 분리부의 회전 운동과 상기 분리부의 이동에 의해서 상기 태양광 모듈의 백시트를 제거할 수 있다.
이때, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거되는 방향은 특별히 제한되지 않으며, 태양광 모듈의 일단에서 개시하여 타단에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 모서리에서 개시하여, 동일면 상의 제2 모서리, 제3 모서리 또는 제4 모서리에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 꼭지점에서 개시하여, 동일면 상의 제1 모서리, 제2 모서리, 제3 모서리 또는 제4 모서리에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 모서리에서 개시하여, 동일면 상의 제1 꼭지점, 제2 꼭지점, 제3 꼭지점 또는 제4 꼭지점에서 종료될 수 있다.
도 6은 개시부, 제1 이격부 및 제2 이격부를 측면에서 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 개시부(1200) 의 형상은 원통형 또는 원뿔형 중 적어도 하나를 포함하는 대칭 형상일 수 있고, 제1 회전 방향 또는 제2 회전 방향으로 회전할 수 있고, 바람직하게는 태양광 모듈의 백시트를 들어올리는 방향으로 회전할 수 있다. 상기 대칭 형상의 개시부는 태양광 모듈과 백시트의 경계에 삽입과 같은 정교한 제어 없이 백시트가 노출되어 있는 태양광 모듈 끝단에 접촉시키면 상기 개시부의 회전에 의해 백시트가 부분적으로 박리될 수 있다.
상기 개시부의 일면이 태양광 모듈 백시트와 접촉하고, 이때 개시부의 회전을 통해 가열에 의해 봉지재와의 접착력이 약해진 상기 백시트의 적어도 일부를 상기 태양광 모듈로부터 들뜨게 할 수 있다.
상기 개시부가 원통형 형상일 때, 상기 원통형 형상의 개시부의 직경은 1 내지 100mm일 수 있다.
상기 원통형 형상의 개시부의 직경이 1mm미만이면 힘 전달이 약하여 태양광 모듈의 백시트의 부분적 박리 효과가 감소하여, 태양광 모듈의 분리 속도가 떨어질 수 있고 상기 원통형 형상의 개시부의 직경이 100mm를 초과하면, 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 미세한 제어가 어렵고 필요 이상으로 장치가 대형화될 수 있다.
상기 개시부가 원통형 형상일 때, 상기 원통형 형상의 개시부의 폭은 1 내지 300mm일 수 있다.
상기 원통형 형상의 개시부의 폭이 1mm미만이면 박리 면적이 작아 태양광 모듈의 백시트의 부분적 박리 효과가 감소하여, 태양광 모듈의 분리 속도가 떨어질 수 있고 상기 원통형 형상의 개시부의 폭이 300mm를 초과하면, 개시부의 수평하게 균일한 회전 제어가 어려워 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 미세한 제어가 어려울 수 있다.
상기 개시부의 표면의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니고, 마찰력이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 개시부의 표면 재질은 표면이 거친 추지석, 고무, 금속, 고분자 및 탄소섬유 중 적어도 하나일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 태양광 모듈 백시트는 몸체부에 포함되어 있는 가열 수단에 의해 50 내지 180℃로 가열될 수 있기 때문에, 상기 온도에서 변형이 되지 않는 재질을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 7은 제1 이격부 및 제2 이격부가 백시트를 접촉한 것을 측면에서 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 이격부(1310)는 상기 개시부(1200)와 근접하도록 배치될 수 있고, 상기 이격부는 상기 백시트를 클램핑하여 이격하기 위해서, 제1 이격부 및 제2 이격부로 구성될 수 있다.
상기 이격부(1300)는 상기 개시부(1200)에 의해 적어도 일부가 들뜬 백시트를 제1 이격부(1310) 및 제2 이격부(1320)의 거리를 근접시켜 클램핑할 수 있도록 구성된다.
상기 제1 이격부 및 제2 이격부는 제1 이격부 및 제2 이격부 사이의 간격을 조절할 수 있고, 상기 적어도 일부가 박리된 백시트를 클램핑하기 위해 상기 제1 이격부 및 제2 이격부를 접촉시키고, 상기 제1 이격부 및 제2 이격부 사이에 적어도 일부가 박리된 백시트를 위치시킬 수 있다. 이후, 상기 제1 이격부 및 제2 이격부를 지정된 위치로 이동시킴으로써, 적어도 일부가 박리된 백시트를 태양광 모듈로부터 이격을 수행할 수 있다.
상기 제1 이격부 및 개시부의 거리가 5cm 미만이면, 클램핑한 면적이 너무 작아 추가 박리에 큰 힘을 전달할 수 없고, 장치의 효율이 저하될 수 있고, 상기 제1 이격부 및 개시부의 거리가 30cm를 초과하면, 태양광 모듈 백시트 제거장치의 신속한 작동이 어려울 수 있다.
상기 이격부의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 클램핑 수단은 원통 형상의 제1 이격부(1310) 및 이에 접촉하고, 대응하는 오목 형상의 제2 이격부(1320)를 포함할 수 있다.
도 8은 제1 분리부 및 제2 분리부를 측면에서 도시한 것이다.
도 9는 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉한 것을 측면에서 도시한 것이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제1 분리부(1410) 및 제2 분리부(1420)는 사이의 간격을 조절할 수 있고, 상기 제1 분리부(1410) 및 제2 분리부(1420)를 접촉시킴으로써, 상기 분리부의 회전운동에 의해 상기 개시부(1200) 및 이격부(1300)의 구동에 의해 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 상기 백시트를 당기고, 상기 분리부의 회전에 의해 상기 백시트를 태양광 모듈로부터 분리를 진행할 수 있다.
이때, 상기 태양광 모듈은 몸체부에 고정되어 있을 수 있고, 상기 제1 분리부 및 제2 분리부는 제1 구동부에 의해 위치 및 이동 속도가 제어될 수 있고, 상기 백시트가 상기 분리부의 회전 운동에 의해 상기 태양광 모듈로부터 분리되는 정도에 따라, 이에 대응되는 거리만큼 분리부가 제1 구동부 상에서 이동하거나 몸체부가 이동하거나 분리부와 몸체부 두 개 모두가 이동할 수 있다.
상기 제1 이격부 및 제2 이격부는 상기 개시부에 의해 부분적으로 분리된 태양광 모듈 백시트의 일부를 제1 이격부 및 제2 이격부를 접촉하게 하고, 상기 제1 이격부 및 제2 이격부 사이에 태양광 모듈 백시트를 클램핑할 수 있고, 또는 상기 제1 이격부 및 제2 이격부는 상기 개시부에 의해 부분적으로 분리된 태양광 모듈 백시트의 일부를 제1 이격부 및 제2 이격부를 접촉하게 하고, 상기 제1 이격부 및 제2 이격부 사이에 태양광 모듈 백시트를 클램핑한 후 상기 이격부의 이동으로 상기 태양광 모듈 백시트를 상기 태양광 모듈로부터 추가적인 박리를 진행시킬 수 있다.
상기 이격부는 0.05 내지 30 cm/s 속도로 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 이격부의 이동 속도에 따라 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 처리량(throughput)이 결정된다. 상기 이격부의 이동 속도가 0.05 cm/s 미만이라면, 백시트가 제거된 태양광 모듈의 처리량이 낮아 장치 도입으로 인한 경제성이 떨어지는 문제점이 있고, 상기 이격부의 이동 속도가 30 cm/s 초과한다면, 다층구조의 백시트 전체가 박리되지 않고 백시트가 절단되어 효과적으로 제거되지 않을 수 있다.
상기 분리부는 0.05 내지 30 cm/s 속도로 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 분리부의 이동 속도에 따라 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 처리량(throughput)이 결정된다. 상기 분리부의 이동 속도가 0.05 cm/s 미만이라면, 백시트가 제거된 태양광 모듈의 처리량이 낮아 장치 도입으로 인한 경제성이 떨어지는 문제점이 있고, 상기 분리부의 이동 속도가 30 cm/s 초과한다면, 다층구조의 백시트 전체가 박리되지 않고 백시트가 절단되어 효과적으로 제거되지 않을 수 있다.
상기 몸체부는 0.05 내지 30 cm/s 속도로 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 몸체부의 이동 속도에 따라 태양광 모듈 백시트 제거 장치(1000)의 처리량(throughput)이 결정된다. 상기 몸체부의 이동 속도가 0.05 cm/s 미만이라면, 백시트가 제거된 태양광 모듈의 처리량이 낮아 장치 도입으로 인한 경제성이 떨어지는 문제점이 있고, 상기 몸체부의 이동 속도가 30 cm/s 초과한다면, 다층구조의 백시트 전체가 박리되지 않고 백시트가 절단되어 효과적으로 제거되지 않을 수 있다.
도 10은 개시부, 이격부, 및 분리부 측면에서 도시한 것이다.
도 11은 개시부가 태양광 모듈의 백시트와 접촉한 것을 도시한 것이다.
도 12는 개시부가 태양광 모듈의 백시트의 적어도 일부를 들뜨게 한 후, 상기 들뜬 백시트를 이격부로 클램핑한 것을 도시한 것이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 개시부(1200)는 태양광 모듈의 일 측에서 상기 백시트에 마찰을 가하기 시작하여, 상기 백시트를 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리할 수 있다. 상기 이격부는 상기 개시부에서 적어도 일부가 박리된 태양광 모듈의 백시트를 제1이격부(1310) 및 제2이격부(1320)의 구동을 통해 클램핑하고, 이를 이격시킴으로써 적어도 일부가 박리된 태양광 모듈의 백시트의 추가적인 박리를 수행할 수 있다.
도 13은 제1 분리부 및 제2 분리부가 접촉하여 백시트를 클램핑한 것을 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 상기 이격부에 의해 클램핑된 태양광 모듈의 백시트는 상기 이격부 구동부에 의해 위치 및 속도가 제어되어 상기 적어도 일부가 박리된 백시트의 추가적인 이격을 발생시킬 수 있고, 이를 제1 분리부 및 제2 분리부가 클램핑하여 제1 분리부 및 제2 분리부의 회전운동에 의하여 상기 백시트의 분리를 수행할 수 있다.
상기 분리부는 상기 이격부에 의해 이격된 백시트를 상기 제1 분리부 및 제2 분리부 사이에 위치시키고, 이를 회전운동에 의해 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 완전히 제거할 수 있다.
태양광 모듈
백시트
제거 방법
본 발명의 다른 실시예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 방법은 태양광 모듈을 고정 및 가열하는 단계(단계 1); 상기 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리하는 단계(단계 2); 상기 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 백시트를 클램핑하고, 태양광 모듈로부터 이격시키는 단계(단계 3); 및 상기 이격된 백시트를 제2 방향으로 당김으로써, 상기 클램핑된 백시트를 제거하는 단계(단계 4)를 포함한다.
상기 태양광 모듈 백시트 제거 방법은 상기에 기재된 태양광 모듈 백시트 제거 방법 순서에 구애 받지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 태양광 모듈 백시트 제거 방법은 상기에 기재된 태양광 모듈 백시트 제거 방법 순서에 구애 받지 않고, 단계 1, 단계 2, 단계 3 및 단계 4의 순서 또는 단계 3, 단계 1, 단계 2 및 단계 4의 순서, 또는 상기에 예시되지 않은 순서로 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 모듈 백시트 제거 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 방법에 있어서, 단계 1은 태양광 모듈을 고정 및 가열하는 단계로, 태양광 모듈의 백시트를 제거하기 위해 태양광 모듈의 일면을 고정하는 단계이다.
상기 태양광 모듈을 고정하기 위해 흡착 수단이 사용될 수 있고, 태양광 모듈이 고정되는 위치에 복수의 흡착 수단이 배치될 수 있다. 상기 흡착 수단은 이격부 및 분리부가 태양광 모듈 백시트를 제거할 때 태양광 모듈이 몸체부로부터 들리지 않을 정도의 충분한 음압이 가해질 수 있다. 상기 흡착 수단은 감압 수단과 연결될 수 있고, 원형 단면의 형상을 포함하는 타공된 플레이트일 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않을 수 있다.
상기 태양광 모듈을 가열하기 위해 가열하는 수단이 사용될 수 있고, 상기 태양광 모듈을 가열하는 수단은 예를 들어 열선 및 히터일 수 있고, 상기의 수단은 제한되지는 않는다. 상기 태양광 모듈을 가열하는 수단은 일반적으로 폴리머 물질로 구성된 백시트와 태양광 모듈 접착제로 연결되어 있는 결합을 약화시킬 수 있고, 적절한 가열을 통해서 백시트는 태양광 모듈로부터 수월하게 제거될 수 있다.
상기 태양광 모듈을 가열하는 수단은 태양광 모듈의 일면 또는 타면을 가열할 수 있고, 태양광 모듈의 하부에서 태양광 모듈의 일면을 가열하고, 이에 의한 전도열을 태양광 모듈의 백시트로 전달할 수 있고 또는 상부에서 태양광 모듈의 백시트 측으로 열원을 조사함으로써 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 태양광 모듈의 가열은 태양광 모듈과 백시트의 결합을 약화시키기 위해서 50 내지 180℃의 온도로 백시트를 포함하는 태양광 모듈을 가열할 수 있다. 만약, 상기 단계 1에서 태양광 모듈을 50℃ 미만의 온도로 가열한다면 태양광 모듈과 백시트의 결합이 약화되지 않아, 상기 백시트를 모듈부로부터 분리시킬 수 없는 문제가 있을 수 있으며, 태양광 모듈을 180℃ 초과의 온도로 가열한다면 유기 물질이 포함된 백시트가 국부적으로 녹아서 모듈부로부터 분리되지 않는 문제 및 오염 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 방법에 있어서, 단계 2는 상기 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리하는 단계로, 태양광 모듈의 모서리를 연마작업을 통해 태양광 모듈로부터 백시트를 부분적으로 분리하는 단계이다.
상기 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리하는 단계는 마찰력이 높은 부재를 회전시키면서, 태양광 모듈의 백시트에 접촉하는 방식으로 분리될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 상기 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 백시트를 클램핑하고, 태양광 모듈로부터 이격시키는 단계로, 상기 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 백시트를 클램핑하여, 태양광 모듈로부터 상방으로 이격하여, 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 백시트를 더 분리시키는 단계이다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 태양광 모듈 백시트 제거 방법에 있어서, 단계 4는 상기 이격된 백시트를 당김으로써, 상기 클램핑된 백시트를 제거하는 단계로, 상기 단계 3에서 상기 태양광 모듈로부터 분리가 일부 더 진행된 백시트를 당기면서 분리 작업을 수행함으로써, 최종적으로 태양광 모듈로부터 백시트를 완전히 분리 및 제거하는 단계이다.
이때, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거되는 방향은 특별히 제한되지 않으며, 태양광 모듈의 일단에서 개시하여 타단에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 모서리에서 개시하여, 동일면 상의 제2 모서리, 제3 모서리 또는 제4 모서리에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 꼭지점에서 개시하여, 동일면 상의 제1 모서리, 제2 모서리, 제3 모서리 또는 제4 모서리에서 종료될 수 있다. 또는, 상기 태양광 모듈의 백시트의 제거는 제1 모서리에서 개시하여, 동일면 상의 제1 꼭지점, 제2 꼭지점, 제3 꼭지점 또는 제4 꼭지점에서 종료될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1000: 태양광 모듈 백시트 제거장치
1100: 몸체부
1110: 흡착 수단
1200: 개시부
1300: 이격부
1310: 제1 이격부 1320: 제2 이격부
1400: 분리부
1410: 제1분리부 1420: 제2분리부
1430: 분리부 모터부
1440: 제1분리부 지지부 1450: 제2분리부 지지부
1460: 분리부 레일
1500: 구동부
1510: 제1 구동부 1520: 제2 구동부
100: 태양광 모듈
1100: 몸체부
1110: 흡착 수단
1200: 개시부
1300: 이격부
1310: 제1 이격부 1320: 제2 이격부
1400: 분리부
1410: 제1분리부 1420: 제2분리부
1430: 분리부 모터부
1440: 제1분리부 지지부 1450: 제2분리부 지지부
1460: 분리부 레일
1500: 구동부
1510: 제1 구동부 1520: 제2 구동부
100: 태양광 모듈
Claims (9)
- 태양광 모듈을 고정 및 가열시키는 몸체부;
상기 고정된 태양광 모듈로부터 백시트를 부분적으로 분리하는 개시부;
상기 부분적으로 분리된 상기 백시트를 클램핑하여 이격시키는 이격부; 그리고
상기 이격부에 의해 클램핑된 상기 백시트를 상기 태양광 모듈로부터 분리하는 분리부를 포함하고,
상기 개시부의 형상은 원통형 또는 원뿔형 중 적어도 하나를 포함하는 대칭 형상이며,
상기 개시부 표면의 재질은 표면이 거친 추지석, 고무, 금속, 고분자 및 탄소섬유 중 1종이고,
상기 개시부는 상기 백시트가 노출되어 있는 태양광 모듈 끝단에 접촉하여 회전에 의해 상기 백시트를 부분적으로 분리시키고,
상기 개시부의 회전은 상기 개시부와 태양광 모듈 끝단이 접촉된 접촉점을 기준으로 상기 태양광 모듈 끝단과 마주하는 반대측 태양광 모듈 끝단의 방향으로 회전하며,
상기 이격부는,
상기 개시부에 인접한 제1 이격부; 그리고
상기 제1 이격부에서 이격되되 상기 개시부가 상기 백시트를 부분적으로 분리하면, 상기 제1 이격부를 항하여 이동하여 상기 제1 이격부와 함께 상기 백시트를 클램핑하는 제2 이격부를 포함하고,
상기 분리부는,
상기 이격부를 사이에 두고 양측에 위치하되 상기 이격부가 상기 백시트를 클램핑하여 상승하면, 서로 접근하여 상기 백시트를 클램핑하는, 제1 분리부와 제2 분리부를 포함하는, 태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부는,
상기 백시트를 클램핑한 상태에서 회전하여 상기 백시트를 상기 태양광 모듈로부터 제거하는,
태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 몸체부의 가열 온도는 50℃ 내지 180℃인 태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 몸체부는 태양광 모듈을 흡착하는 수단을 더 포함하는 태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 개시부와 이격부의 거리는 1cm 내지 30cm인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 개시부, 이격부 또는 분리부의 위치를 제어하는 구동부를 더 포함하고,
상기 구동부는,
개시부, 이격부 또는 분리부의 제1 방향 위치를 제어하는 제1 구동부;
개시부 또는 이격부의 제2 방향 위치를 제어하는 제2 구동부;를 포함하는 태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 태양광 모듈을 외부에서 상기 몸체부로 이송하는 태양광 모듈 이송부를 더 포함하는 태양광 모듈 백시트 제거 장치.
- 제1항의 태양광 모듈 백시트 제거 장치의 몸체부를 이용하여 태양광 모듈을 고정 및 가열하는 단계(단계 1);
개시부를 이용하여 태양광 모듈의 백시트를 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리하는 단계(단계 2);
이격부를 이용하여 태양광 모듈로부터 부분적으로 분리된 백시트를 클램핑하고, 태양광 모듈로부터 이격시키는 단계(단계 3); 및
상기 이격된 백시트를 당김으로써, 상기 클램핑된 백시트를 제거하는 단계(단계 4)를 포함하는 태양광 모듈 백시트 제거 방법.
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KR1020170091977A KR101998398B1 (ko) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 태양광 모듈 백시트 제거 장치 및 태양광 모듈 백시트 제거 방법 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020170091977A KR101998398B1 (ko) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 태양광 모듈 백시트 제거 장치 및 태양광 모듈 백시트 제거 방법 |
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KR1020170091977A KR101998398B1 (ko) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 태양광 모듈 백시트 제거 장치 및 태양광 모듈 백시트 제거 방법 |
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JP2015110201A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池モジュールのリサイクル方法 |
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